Эквипотенциальные соединения внутри и вне зданий

Материал из Руководство по устройству электроустановок

Перейти к: навигация , поиск
Общие правила проектирования электроустановок
Подключение к распределительной сети высокого напряжения
Подключение к низковольтной распределительной сети
Руководство по выбору архитектуры сети высокого и низкого напряжения
Распределение в системах низкого напряжения
Защита от поражения электрическим током
Выбор сечения и защита проводников
Низковольтная распределительная аппаратура
Защита от перенапряжений в низковольтных сетях
Энергоэффективность в электрических сетях
Компенсация реактивной мощности и фильтрация гармоник
Управление гармониками
Особые источники питания и нагрузки
Электроустановки жилых помещений и коттеджей
Электромагнитная совместимость (ЭМС)

Основными целями заземления и эквипотенциального соединения являются:

  • Обеспечение электробезопасности

Посредством ограничения величины напряжения прикосновения и длины контура возврата токов короткого замыкания.

  • Обеспечение электромагнитной совместимости

Посредством устранения различий в потенциалах и использования эффекта экранирования.

В системе заземления неизбежно распространяются блуждающие токи. Невозможно устранить в электроустановке все источники помех. Также неизбежны замкнутые петли (контуры) заземления. Когда электроустановка оказывается под воздействием магнитного поля, например поля, созданного молнией, то в контурах, образованных различными проводниками, возникает разность потенциалов, а в системе заземления протекают токи. Поэтому система заземления оказывается под непосредственным влиянием любых внешних воздействий.

До тех пор пока эти токи протекают в системе заземления, а не в электронных цепях, они не наносят ущерб. Однако, если сети заземления не эквипотенциальны, например, когда они подсоединены к заземлителю «звездой» (т.е. радиально), то высокочастотные блуждающие токи будут протекать везде, где это возможно, в том числе в цепях управления. В результате возможны сбои в работе оборудования, оно может быть повреждено или даже уничтожено.

Единственным недорогим способом устранения токов в системе заземления и поддержания равенства потенциалов является соединение цепей заземления между собой. Это способствует уравниванию потенциалов в пределах системы заземления, но не устраняет необходимость применения защитных проводников. Для того чтобы удовлетворить установленные нормативными документами требования обеспечения электробезопасности людей, между каждой единицей оборудования и клеммой заземления должны быть установлены защитные проводники достаточного сечения. Кроме того, за возможным исключением зданий со стальным каркасом, большое количество проводников, подключенных к ограничителям перенапряжений и устройствам системы молниезащиты, должно быть непосредственно присоединено к заземлителю.

Основное различие между защитным проводником PE и кабелем, отходящим от ограничителя перенапряжений, состоит в том, что по первому проводнику внутренние токи «возвращаются» в нейтраль понижающего трансформатора, в то время как по второму проводнику внешний ток (по отношению к рассматриваемой электроустановке) поступает на заземлитель.

В здании рекомендуется соединять сеть заземления со всеми доступными проводящими конструкциями, а именно металлическими балками, дверными коробками, трубами и др. Обычно достаточно соединить металлические кабель-каналы, кабельные лотки, трубы, вентиляционные трубопроводы в максимально возможном количестве точек. В местах, где установлено много оборудования, и размер ячеек сетки соединений превышает 4 метра, должен быть дополнительно проложен проводник для выравнивания потенциала. Сечение и тип проводника особого значения не имеют.

Крайне важно соединить между собой сети заземления зданий, имеющих общие кабельные соединения. Соединение между собой сетей заземления должно выполняться с использованием нескольких проводников и всех внутренних металлических конструкций этих зданий.

В отдельном здании различные сети заземления (электронного оборудования, компьютерной техники, телекоммуникационного оборудования и др.) должны быть обязательно соединены между собой и образовывать общую систему уравнивания потенциалов.

Эта система заземления должна быть, по возможности, сетчатой (рис. Q6). Если система заземления является эквипотенциальной, то различия потенциалов между взаимодействующими устройствами будут небольшими, и это позволит решить многие проблемы обеспечения электромагнитной совместимости. Также будет уменьшена разность потенциалов в случае пробоев изоляции или ударов молний.

Если нельзя обеспечить условия эквипотенциальности между зданиями, или если расстояние между зданиями превышает 10 метров, настоятельно рекомендуется использовать оптоволоконные кабели связи и гальванические развязки (разделительные трансформаторы) для систем измерений и связи.

Указанные меры являются обязательными, если в системе электропитания используется схема заземления IT или TN-C.